钹式换能器等效电路模型研究

采用等效电路法分析钹式换能器（Cymbal）阵元结构与机电性能的关系。将Cymbal阵元抽象为压电陶瓷片和金属帽两部分,分别建立压电陶瓷圆片和金属浅球壳的等效电路模型,将金属帽的水下辐射振动近似为圆面活塞辐射器,得到Cymbal阵元的机电等效图以及等效电路图。通过对等效电路和各电路参数的分析,解释了Cymbal作为低频小尺寸换能器获得较高辐射声功率和电声转换效率的原因,对优化其电声性能提供了指导性意见。     

几种典型声学结构的声辐射阻抗测量实验研究

声辐射阻抗反映了声源与声场之间的能量交换关系,是优化结构声学性能中控制的关键变量之一,针对其实验测量,基于波叠加法的基本原理,设计了用于测量结构声辐射阻抗的实验装置,进行标定实验后,对截面积均匀的圆管、截面积连续变化的号筒和截面积突变的消声器3种经典管道声学结构进行了测量,数据处理后得到实验解。对上述实验对象用有限元结合边界元法进行仿真计算,得到结构声辐射阻抗的数值解。对比实验解与数值解得出,该实验测量装置可以在一定频率范围内得到较精确的解。     

高斯束展开法的注记：指向性和辐射阻抗的简化计算

进一步给出高斯束展开法的推广。将文献中的圆形函数的高斯函数展开作为已知的结果,通过简单的数学变换,将贝塞尔函数和一阶Struve函数等特殊函数表示成高斯函数或其他简单函数的叠加。利用这一方法,计算了声学中一类活塞型声源的指向性函数以及均匀活塞的辐射阻抗函数。与特殊函数的直接计算结果相比,这种方法给出了相当一致的结果。     

两种超声清洗槽中的声场研究

本文对两种超声清洗槽中声场的均匀程度、超声频谱及换能器辐射阻抗进行了研究。一种是由夹心式换能器纵向振动通过清洗槽底向槽中辐射产生的声场,另一种是由夹心式换能器激发矩形薄板产生弯曲振动通过槽底向槽中辐射的声场。     

二端口波混沌腔体短迹线随机耦合模型

经典随机耦合模型在对电子设备的电磁脉冲效应进行预测时, 边界条件设置在无穷远处, 存在短迹线效应问题.采用设置辐射阻抗短迹线调制系数的方法, 建立了二端口波混沌腔体短迹线随机耦合模型(Short-Orbit Random Coupling Model, SORCM), 统计分析了目标点处感应电压的均方根误差随短迹线最大长度的变化关系.在不同的频段范围内, 将SORCM计算结果的统计特性和实验结果进行了对比分析, 验证了所建立模型的正确性.和经典随机耦合模型相比, SORCM的计算结果更加接近实测结果, 可用于复杂电子设备电磁脉冲效应的预测和分析.     

基于时间门方法的随机耦合模型在复杂腔体电磁预测中的应用

利用随机耦合模型（random coupling model,RCM）预测复杂腔体电磁效应时,通常要通过测量辐射阻抗来实现,但实验过程中满足混沌腔体以及耦合通道的腔体加工、实验过程模拟等条件要求较高,且实验步骤繁琐. 为了克服上述问题,文中采用时间门方法（time gating method,TGM）,通过对散射参数进行频域-时域-频域转换,结合门控函数,计算腔体辐射散射参数,并分析了门控时间对计算结果的影响. 不同频段内TGM计算结果与实验结果的统计特性,验证了该方法的适用性. TGM与RCM相结合用于复杂金属屏蔽腔体电磁脉冲耦合效应的研究,可以简化原有RCM的繁琐过程.     

无耗异向介质层覆盖介质圆柱电磁特性的研究

研究了线电流源平行放置在无耗异向介质层覆盖的无限长介质圆柱附近模型的电磁特性.提出这个电磁模型,求得此电磁模型的精确解.利用精确解进行数值计算,得到在不同几何参数和电磁参数情况下该电磁模型的近场分布图形,并通过方向性系数和归一化辐射阻抗研究其远场特性.由于异向介质的负折射特性,如果发生完全聚焦,在异向介质层和普通介质圆柱的近场图形内得到两个明显的"焦点"区域,否则不存在焦点区域;普通介质层覆盖时不存在这种现象.最后,将电磁模型同前人方法进行了比较,验证了本电磁模型的有效性.     

油井参数对超声换能器辐射阻抗的影响

根据超声波在媒质中的波函数和边界条件,求出了油井中采油超声换能器的辐射阻抗,并讨论了超声波的频率、井液、水泥层、岩层对超声换能器辐射阻抗的影响.当超声波的频率、井液声速变化时,超声换能器辐射阻抗变化比较明显.